專利名稱：一種L-氨基酸改性的pH響應(yīng)型凝膠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種pH響應(yīng)型高分子材料，具體為一種L-氨基酸改性的pH響應(yīng)型凝膠。該凝膠在PH發(fā)生變化時可隨之發(fā)生體積的溶脹或收縮，同時由于該凝膠含有L-氨基酸手性基團，因此具有識別、吸附手性分子的功能，可 用于手性化合物的拆分。
背景技術(shù)：
光學(xué)純的手性藥物不僅療效好(有的手性藥物療效是原來消旋藥物的幾倍甚至幾十倍)，而且副作用較小，在藥品安全備受重視的今天頗受市場歡迎。近年來隨著手性藥物進入市場的種類和銷售額急劇增長，對手性藥物的研究日益受到醫(yī)藥企業(yè)重視。目前，光學(xué)純的手性藥物的制備方法大致有3種從天然產(chǎn)物中提取、不對稱合成法以及外消旋體拆分法。前兩種方法步驟繁多，產(chǎn)物成本高昂，而且所得產(chǎn)物的旋光純度對于多數(shù)應(yīng)用仍不夠高，此外還受到資源的限制，不能夠獲得大量的低價藥物。相比之下，拆分法成本較低，應(yīng)用廣泛，大約有65%的非天然手性藥物是由外消旋體或中間產(chǎn)物拆分得到的，該方法具有獲得對映體純度高、經(jīng)濟實用和易于實現(xiàn)工業(yè)化的優(yōu)點。近年來，手性材料的發(fā)展大大推進了手性拆分技術(shù)的進步，許多高效快捷的手性拆分技術(shù)依賴于高性能手性材料，例如手性固定相、手性膜、手性分子印跡聚合物等等。同時，為了提高材料的適用性和識別性能，將手性材料智能化成為該領(lǐng)域又一新的發(fā)展趨勢。智能型水凝膠作為一種新型的高分子材料，引起了研究者的廣泛興趣。所謂智能凝膠是一類對外界刺激例如溫度、PH值、溶劑、離子濃度、光、電場、磁場等的變化能產(chǎn)生響應(yīng)性的水凝膠，其良好的生物親和性和環(huán)境響應(yīng)性使之在組織工程、生物分離、固定化酶和藥物緩/控釋等方面具有很好的應(yīng)用前景。作為智能凝膠的一種，對于pH敏感型凝膠研究較多。所謂pH敏感型凝膠，是其體積隨環(huán)境PH值改變而變化的高分子水凝膠。這類凝膠結(jié)構(gòu)中具有可解離成離子的基團(如羧基、磺酸基或氨基等)，它們根據(jù)環(huán)境PH值變化奪取或釋放質(zhì)子，當外界pH值變化時，這些可解離基團會隨之發(fā)生相互排斥或吸引，使高分子鏈相應(yīng)地發(fā)生舒展或聚集，表現(xiàn)在宏觀上為體積的可逆性膨脹或收縮。例如，聚丙烯酸(PAAc)是一種典型的陰離子型pH敏感性水凝膠，可離子化基團為-C00H，在高于丙烯酸的pKa (4. 28)時，羧基呈解離狀態(tài)_C00_，親水性增加，-C00_之間的靜電斥力使得高分子鏈延展；而低于pKa時，羧基呈-COOH狀態(tài)，親水性降低，且不存在_0)0_之間的靜電斥力，分子間作用力使高分子鏈收縮。所以改變pH值將引起丙烯酸類水凝膠的體積相變。這一特性使得該材料在生物分離領(lǐng)域備受重視，并由于其具有操作簡便、分離條件溫和、可重復(fù)使用和批處理量大而受到人們的青睞。然而目前對應(yīng)用于手性拆分方面的pH敏感型凝膠研究尚少。本發(fā)明利用烷基丙烯酸類凝膠的PH敏感性，在其中引入手性識別單元，制備兼具pH敏感性和手性拆分功能的智能型凝膠。該凝膠可以選擇性吸附手性藥物外旋體中的一種對映體，使其與其他對映體相分離，從而實現(xiàn)對手性藥物的拆分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在pH敏感型聚烷基丙烯酸(PAAc)水凝膠的基礎(chǔ)上，在分子鏈中引入L-氨基酸基團，從而提供一種兼具溫度響應(yīng)型和手性識別能力的智能型微凝膠。利用這種凝膠作固相萃取劑，可通過外界環(huán)境PH值變化調(diào)節(jié)其內(nèi)部孔隙的大小和形態(tài)，進而調(diào)節(jié)手性識別單元與被分離物質(zhì)之間的識別、吸附等相互作用，從而實現(xiàn)手性拆分功能，是一種潛在的手性拆分材料。本發(fā)明所制備的一種L-氨基酸改性的pH敏感型凝膠，由結(jié)構(gòu)如M1所示的手性單體、如M2所示的烷基丙烯酸類高分子單體和如M3所示的化學(xué)交聯(lián)劑N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺構(gòu)成。
O
NH-C-CH=CH2
Μι I
Ri》C、C00C HH
R2
他 H2C^0h O
H H
Ma H2C^If" V其中，M1為含有L-氨基酸的手性酰胺類單體，本發(fā)明所涉及的L-氨基酸包括L-亮氨酸(L-Leu)、L-色氨酸(L-Trp)、L-苯丙氨酸(L-Phe)，所以R1此處代表-CH(CH3)2
或Oy 或-C6H6，相對應(yīng)地，本發(fā)明中手性單體分別被標記為AAC-L-Leu、AAC-L-Trp和H
AAc-L-Phe0如表M2所示的烷基丙烯酸類高分子單體，R2為-H，或-CH3，這類單體由于其結(jié)構(gòu)含有羧基(-C00H)，在pH值升高至> pKa時，可解離轉(zhuǎn)變?yōu)開C00_，因此具有pH敏感性。如表M3所示的化學(xué)交聯(lián)劑為N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)。本發(fā)明所述L-氨基酸改性的pH敏感型凝膠合成路線如下
權(quán)利要求
1.ー種L-氨基酸改性的pH敏感型凝膠，所述凝膠由含有L-氨基酸基團的手性單體M1、具有pH敏感特性的烷基丙烯酸M2和化學(xué)交聯(lián)劑N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺M3共聚而成，其中M1和M2的質(zhì)量百分比為0 30 100 70，M3的量為單體總質(zhì)量的1.5%，所述含有L-氨基酸基團的手性単體M1、具有pH敏感特性的烷基丙烯酸M2、化學(xué)交聯(lián)劑N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺M3和L-氨基酸改性的pH敏感型凝膠的結(jié)構(gòu)式如下
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的L-氨基酸改性的pH敏感型凝膠，其特征在于手性単體M1由L-氨基酸制備而成，所述的L-氨基酸為L-亮氨酸(L-Leu)、L-色氨酸(L-Trp)、L_苯丙氨酸(L-Phe)中的ー種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的L-氨基酸改性的pH敏感型凝膠，其特征在于所述pH敏感単體M2為丙烯酸或甲基丙烯酸中的ー種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的L-氨基酸改性的pH敏感型凝膠，其特征在于該凝膠的平衡溶脹率隨著pH的增加而增加，當pH 7. O時凝膠平衡溶脹率達到最大,對于r為0、0. I、O.2,0. 3的凝膠平衡溶脹率分別為15. 1%U2. 3%U0. 2%和8. 5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的L-氨基酸改性的pH敏感型凝膠，其特征在于該凝膠同時具有pH敏感性和手性識別性。
6.權(quán)利要求I所述的L-氨基酸改性的pH敏感型凝膠的制備方法，其特征在于手性単體M1和烷基丙烯酸M2以及化學(xué)交聯(lián)劑M3在無氧條件下溶解于無水こ醇-水混合溶劑中于70°C下進行自由基共聚反應(yīng)6h得到。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的L-氨基酸改性的pH敏感型凝膠的制備方法，其特征在于該凝膠中手性單體M1與烷基丙烯酸M2的質(zhì)量比為O : 100、10 90,20 80、和30 70。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的L-氨基酸改性的pH敏感型凝膠的制備方法，其特征在于該凝膠的制備是在體積比為3 I的無水こ醇-水混合溶劑里共聚而成。
9.權(quán)利要求I所述的L-氨基酸改性的pH敏感型凝膠在手性藥物拆分中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種L-氨基酸改性的pH敏感型凝膠及其制備方法。所述凝膠由含有L-氨基酸基團的手性單體M1、具有pH敏感特性的烷基丙烯酸M2和化學(xué)交聯(lián)劑N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺M3(MBA)構(gòu)成，其中M1和M2的質(zhì)量百分比為0～30∶100～70，M3的量為單體總質(zhì)量的1.5％。本制備方法是在無氧的條件下將M1、M2和交聯(lián)劑M3在乙醇-水混合溶劑里共聚得到手性pH敏感型凝膠。本方法具有操作簡單，反應(yīng)可控，成本低廉，適合規(guī)?；a(chǎn)和應(yīng)用等優(yōu)點；該凝膠的pH敏感性和手性識別特性可以通過改變反應(yīng)物組分比和交聯(lián)劑的量來調(diào)節(jié)，可以用于手性化合物的分離研究。
文檔編號C08F220/60GK102659974SQ20121015740
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月21日
發(fā)明者侯藺桐, 時東新, 杜顯麗, 王樂樂, 趙云燕, 陳嬌嬌 申請人:天津工業(yè)大學(xué)